Hydrothermal synthesis of Mn-Zn ferrites from spent alkaline Zn-Mn batteries

Nanocrystalline Mn-Zn ferrites （Mno.GZno.4Fe204） with particle size of 12 nm were synthesized hydrotherreally using spent alkaline Zn-Mn batteries, and accompanied by a study of the influencing factors. The nanocrystals were examined by powder X-ray diffraction （XRD） for crystalline phase identification, and scanning electron microscopy （SEM） for grain morphology. The relationship between concentration of Fe（II）, Mn（II）, and Zn（II） and pH value was obtained through thermodynamic analysis of the Fe（II）-Mn（II）-Zn（II）-NaOH-H2O system. The results showed that all ions were precipitated completely at a pH value of 10-11. The optimal preparation conditions are： co-precipitation pH of 10.5, temperature of 200 ℃ and time of 9 h.

微囊藻毒素对澳洲水泡螺的毒性效应

用梯度浓度的微囊藻毒素(6.7μg/L、26.7μg/L、66.7μg/L、166.7μg/L、333.8μg/L、1 335.2μg/L)和人工培养的有毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa7806)对澳洲水泡螺(Bulinus australinanus)分别进行急性和亚慢性毒性暴露,观察对螺的毒性效应.急性毒性实验结果表明,澳洲水泡螺对微囊藻毒素有很强的耐受力,试验期间(5 d)未发现螺中毒死亡情况,甚至当微囊藻毒素高达1 335.2μg/L时,仍无死亡.亚慢性口服毒性实验结果发现,澳洲水泡螺可以取食微囊藻,但不能消化;微囊藻严重影响螺生长、繁殖等生理活动,微囊藻的长期喂食暴露会使螺因饥饿或染病而死亡.

废旧电池溶胶-凝胶法制备Mn-Zn铁氧体的研究

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,用溶胶-凝胶法制备出了具有尖晶石结构的Mn-Zn铁氧体。借助于XRD、IR和SEM技术,对制备过程进行跟踪检测并对纳米晶铁氧体的晶体形貌进行表征。研究表明:制备Mn-Zn铁氧体的适宜条件为:金属离子和柠檬酸的比例为1∶1(mol),pH=5.0,干凝胶煅烧时间为2h,煅烧温度为650℃;所得产物基本为球形,具有粒径小,分散均匀的特点。

废旧碱性锌锰电池中的锌研究

研究了废旧碱性锌锰电池的成分和其中的锌在硝酸中的适宜浸取条件.X射线衍射仪和原子吸收分光光度计的分析结果表明,放电后的碱性电池中的锌主要以氧化锌的形式存在,锰的存在形式则比较复杂.硝酸溶解废旧锌锰中的锌的适宜条件为:硝酸浓度1 mol/L,液固比10/1(质量比),反应温度50℃,反应时间40 min.该研究对于有针对性地将锌浸取并再资源化具有重要意义.

废旧碱性电池水热法制备纳米晶锰锌铁氧体的研究

以废旧碱性电池为原料采用水热法制备出了纳米晶锰锌铁氧体,并对制备过程的影响因素进行了探讨,借助于XRD、TEM等手段对制备过程跟踪检测,并对产物进行了表征。结果表明,适宜的制备条件为:溶液pH值为10.0,水热温度为180℃,水热时间为4h,采用逆加料方式和加入冰乙酸作为添加剂均可制得粒径更小、分散性更为优良的纳米晶,产物粒径可达17nm左右。

废旧电池水热法制备镍掺杂纳米晶锰锌铁氧体

以废旧碱性锌锰电池为原料,采用水热法制备了镍掺杂的纳米晶锰锌铁氧体。用XRD、TEM和VSM,就镍掺杂量对锰锌铁氧体的相结构和磁性能的影响进行了研究。结果表明:镍掺杂的摩尔分数为0～2%时,均可制得具有尖晶石结构的纳米晶锰锌铁氧体。最佳x(Ni2+)为1.5%,此时镍掺杂锰锌铁氧体的Ms、Mr和Hc分别为3.6432×105A/m,2.5088×104A/m和2.388×103A/m。

从废旧碱性锌锰电池极性材料中浸出锌的试验研究

针对从废旧碱性锌锰电池极性材料酸浸锌时选择性差以及锌、锰分离困难等问题。研究了在NH3.H2O体系和NH3.H2O-(NH4)2SO4体系中浸出锌。结果表明:在NH3.H2O体系中,氨水质量分数为25%、液固体积质量比为15∶1、浸出时间40 min条件下,锌浸出率最高仅为45%;在NH3.H2O-(NH4)2SO4体系中,氨水质量分数为25%、硫酸铵质量浓度为200g/L、液固体积质量比为15∶1、浸出时间为20min条件下,锌浸出率最高达96%。氨水中加入硫酸铵可以促进锌的选择性浸出。

以废碱性电池为原料制备磁性纳米复合材料

以硝酸溶解废碱性锌锰电池所得溶液为原料,采用溶胶-凝胶法成功地制备出了Mn0.6Zn0.4Fe2O4/SiO2磁性纳米复合材料,并对制备机理进行了探讨。借助于DTA、TG、XRD、IR、SEM和TEM等手段对制备过程进行检测,并对产物进行表征。研究表明,先将干凝胶在590℃条件下预烧,再在1120℃条件下煅烧可直接合成粒径在20nm左右具有尖晶石结构的磁性纳米复合材料。

废旧锌锰电池制备Cu掺杂Mn-Zn铁氧体

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,以酒石酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu掺杂Mn-Zn铁氧体(Mn0.6–x/2Zn0.4–x/2CuxFe2O4,x=0.1,0.2,0.3和0.4)。经XRD、VSM测试,结果表明:Cu掺杂不仅没有改变Mn-Zn铁氧体的相结构,而且有利于尖晶石结构的形成;Cu掺杂后Mn-Zn铁氧体的Ms、Mr和Hc的变化趋势,都是先增大后减小,最适宜的掺杂量x为0.1。此时,Ms为2.66×105A/m,Mr为5.73×104A/m,Hc为1.6/π×104A/m。

废旧电池溶胶-凝胶-水热耦合法制备Mn-Zn铁氧体的研究

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,在溶胶-凝胶法的基础上,与水热方法耦合,制备出了具有尖晶石结构的锰锌铁氧体。经IR、XRD对所得锰锌铁氧体的结构进行了确证,利用VSM测试了材料的磁性能,探讨了不同制备条件对材料结构和性能的影响。结果表明,制备锰锌铁氧体的最适宜条件为:干凝胶自蔓延燃烧后维持200℃温度0.5 h后,在200℃条件下水热反应4 h,在该条件下,制备的锰锌铁氧体的磁性能参数为饱和磁化强度为58.490 emμ/g,7.8311 emμ/g,矫顽力为69.559 Oe,具有较为优良的磁性能。

回转窑热解处理废锌锰电池试验研究

利用回转窑装置热解处理废锌锰电池,考察了热解温度、热解时间和载气流速对热解脱汞效果的影响,研究了汞被吸收的规律、尾气的成分以及废锌锰电池的物质形态变化。研究结果表明:在热解温度为690℃,热解时间为100m in,载气流速为0.06 m3/h的条件下脱汞效果最好。热解时间对脱汞效果影响最大,热解温度次之,载气流速的影响很小。吸收液能完全吸收通过吸收瓶的尾气中含有的汞,其中95%以上的汞以单质形式存在。热解残渣中晶态物质多,金属元素呈低价态。

废锂电池破碎及碱浸除铝特性

从工业生产出发,以废旧锂离子电池为实验对象,研究了机械破碎对正负极材料筛分富集的影响,利用XRD、SEM和ICPAES等考察了各因素对碱法去除废旧锂离子电池正负极材料富集体中Al的影响,并进行放大实验研究。结果表明:≤0.5 mm物料(46.77 wt.%)主要成分为LiCoO_2和乙炔黑以及部分铝和铜,正负材料基本全部进入此部分物料中;0.5～2、2～5 mm物料主要成分为Cu箔、Al箔、金属外壳和塑料薄膜,分别占16.62 wt.%和25.54 wt.%。当NaOH浓度12 wt.%、液固比20:1时,50℃下反应3 h后,100 Hz超声1 h,实验室放大实验表明Al的去除率达到86.34%;XRD及SEM结果显示实验原料主要成份为Li_2CoO_2和C,碱浸后Al的含量显著降低。

(Mn+Zn)-LS螯合微肥的研制及肥效实验

以废碱锰电池和木质素为原料,采用"焙烧-酸解-螯合"工艺制成(Mn+Zn)-LS螯合微肥,通过红外光谱分析改性前后木质素的结构变化,并利用盆栽试验验证其肥效。红外分析结果表明,微肥的红外光谱图在峰形、峰位和强度上都发生了较大的变化,木质素结构单元上引入了新的基团(-SO3H、-SO-O-)和金属离子的络合导致了芳环吸收峰的变化,而且其中的络合也与芳环有关。盆栽试验结果表明,螯合微肥施用效果较好、增产明显,具有一定的抗病能力和抗倒伏性,且施用量范围广、易控制,适用范围广;在本试验中,Mn以2mg·kg-1土的施用量为最佳,鲜重增加46.3%,干重增加28.5%;同时盆栽后可以改善土壤pH和有效Zn、Mn含量,为后期利用提供肥力保证。

碱循环浸出法分离废旧锂离子电池中铝的研究

针对锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离问题,提出了循环碱浸—降温结晶氢氧化铝工艺,并确定了较佳工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数为:浸出段温度90℃、浸出时间2h,降温结晶段温度40℃,时间40h,晶种添加量1.5倍,碱浸渣中平均铝含量为0.78%,平均浸出率为90.98%;浸出液经降温结晶后得到三水铝石,其中铝含量为32.14%,锂、钴、钠分别为0.15%、0.04%和0.51%,可作为回收铝的原料;结晶后母液含铝约22.08g/L,可返回碱浸段循环利用。

碱性体系选择性回收废旧锂离子电池的研究进展

由于锂离子电池中的杂质金属在氢氧化物中溶解度差,而锂、镍、钴由于本身氢氧化物溶解度较大,或能与氨根离子形成络合物,能大量存在于碱溶液中.因此碱浸对废旧电池正极活性物质中的金属具有较高的的选择性浸出能力,且回收工艺高效、清洁.本文依据碱浸回收的工业研究现状,总结了四种碱浸回收体系,包括氨浸−热加工−还原剂体系、氨浸-还原剂-电沉积体系、氨浸−还原剂−锂吸附体系、氨浸−还原剂−氧化分离体系,并着重介绍了不同体系的原理及优点.最后,总结了废旧锂离子电池的回收方法及前景.

利用海藻胶渣和废碱锰电池研制有机微肥及肥效试验

以废碱锰电池和海藻胶渣为材料,采用焙烧-酸解-吸附试验工艺,将废碱锰电池中的Zn、Mn分别引到海藻胶渣中,从而制得有机微肥以进行肥效试验。结果表明,施用自制有机微肥对作物养分的吸收具有一定的促进作用,能够调节土壤pH,能够降低作物对硝酸盐的吸收;其施用效果较好、增产明显,具有抗倒伏作用。在本试验中,以5mg/kg的施用量为最佳,其鲜重增加36.28%,干重增加57.11%。

废旧碱性电池-活性污泥炭的制备及对废水中Cd^(2+)的吸附

以污水厂污泥为主要原料,掺杂不同量的废旧碱性电池电极材料,采用ZnCl_2活化法制备出废旧碱性电池-活性污泥炭,表征分析污泥炭样品的碘吸附值、BET、FT-IR、SEM-EDX、XRD和Zeta电位,并进行污泥炭Cd^(2+)吸附实验。结果表明,电池材料掺杂量为25%时,改性污泥炭吸附性能最优,碘吸附值和比表面积分别达到543.0 mg·g^(-1)和426.5 m^2·g^(-1),中孔孔径集中在3~4 nm左右,Zeta电位为-16.30 m V;对比纯污泥炭,废电池-污泥炭吸附金属离子性能更优,Cd^(2+)吸附量增加了近60%,而ZnCl_2活化剂用量减少了40%;回归分析发现,准二级动力学和Langmuir等温方程式适用于描述废电池-污泥炭对Cd^(2+)的吸附行为。

微波辅助生物淋滤废旧碱性电池锌锰的溶出

以氧化硫硫杆菌为淋滤菌株对废旧碱性电池电极材料中Zn、Mn进行生物淋滤,考察了生物淋滤、化学浸提和微波辅助处理对Zn、Mn浸出率的影响。实验结果表明,在能源底物单质硫浓度20 g/L、初始p H值1.0、淋滤培养温度35℃、固液比为1%条件下,经过9 d生物淋滤,微波辅助处理的生物淋滤体系Zn、Mn浸出率均达到49%左右,优于其他淋滤体系。溶出动力学研究表明,Zn的溶出动力学符合化学反应控制模型,Mn的溶出则表现较为复杂。此外,SEM-EDS、XRD分析可知,原样经过微波辐照,部分Zn Mn2O4分解为Mn O,促进了Mn的溶出。

废旧电池溶胶-凝胶-水热耦合法制备Mn_(0.6)Zn_(0.4)Cr_(0.4)Fe_(1.6)O_4

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,采用溶胶-凝胶-水热耦合法制备了Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。借助于IR、XRD、SEM和VSM对产物的结构、晶型、形貌及磁性能进行研究,进而探讨了不同制备条件对材料结构和性能的影响。结果表明,在柠檬酸与金属离子的摩尔比为0.6:1,溶胶的pH值为7,水热温度为240℃的条件下能制备出性能较好的Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。在该条件下制备的样品形貌近似为球形,分散均匀,其磁性能参数为:饱和磁化强度为60.586 A·m2/kg,剩余磁化强度为4.010 4 A·m2/kg,矫顽力为41.786 kA/m。